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秦始皇陵地宮中存在大量水銀,若人掉進水銀池會發生什麽?

2020-05-09知識

水銀是一種很有意思的金屬,它在常溫時呈液態,只有低至零下38.8℃時才會凝結為固體,經常被用來制成溫度計、氣壓計和血壓計等等。

如果不小心打碎溫度計,裏邊的水銀會掉出來,在地上形成一粒粒銀閃閃的小珠子。老周小時候就把這些水銀收集在一個小玻璃瓶裏,時不時將它倒出來,沈甸甸地在手上滾來滾去,非常有趣。直到上了高中,化學課上老師說這玩意兒有毒,就再也沒玩過。

溫度計裏的水銀

前兩天一位朋友突然問我:如果一名150斤重的成年人不小心跌入一個裝滿了水銀的池子,會發生什麽情況,他會死掉嗎?嗯,要是他從低處跌落(不會摔死),並且水銀是常溫狀態(別被燙死),他不會有事,及時爬出來就完了。

水銀又稱汞,是一種比較常見的銀色金屬,它的熔點很低,我們經常見到的汞都是液體狀態。古人很早就學會了從朱砂(硫化汞礦物)中提取汞,煉丹術士們以為這種東西能延年益壽,沒想到反而害死了許多王侯。據說秦始皇嬴政駕崩後,在他龐大的地下宮殿裏以水銀為江河,令棺槨漂浮其上「周遊四海」。始皇帝的故事已不可考,但在他陵墓深處探測到高濃度汞卻是事實,或許這也是帝陵歷經2200年不被盜掘的原因之一吧。

硬幣不會下沈

水銀的密度很高,常溫下達到13.5克/立方厘米,鐵的密度只有7.87克/立方厘米。你將一枚硬幣投進水銀,它無論如何都不會沈下去。

有人會說,硬幣太輕,不能說明問題,如果換一塊更重的鐵會怎樣?有好事者搬來打鐵用的大鐵砧子,將它丟進一個裝了水銀的池子裏,結果是用力按下去之後它又浮了起來。

鐵砧也會浮起來

人的平均比重與水大致相當,也就是大約在1克/立方厘米上下。在海水裏,如果你保持仰面向上的放松狀態,將鼻子嘴巴露出水面問題不大;中東地區的死海由於含鹽量高達34.2%,你再怎麽撲騰都不會沈底。

人會漂浮在死海表面

汞的密度是海水的13倍,不管你有多重,掉進裝滿水銀的池子裏肯定不會下沈。那麽我們能做到在水銀表面健步如飛、如履平地嗎?那倒也不行,因為你腳底下沒有摩擦力,兩只腳踩上去很難保持身體平衡,大機率會摔倒。事實上按照浮力定律,人站在水銀裏大約會淹沒到膝蓋的位置。

水銀有很大的浮力

那麽問題來了:如果跌倒在水銀裏,皮膚接觸到水銀會中毒嗎?答案是:不會。

你能將水銀捧在手心,將手伸進水銀裏,也能赤腳踩在水銀裏邊。只要你的皮膚上沒有傷口,它基本不會構成傷害。水銀有很強的表面張力,它不會像水那樣滲透到皮膚的縫隙中,只要拿出來抖一抖,它就全部掉落了。

將手指插入水銀

有人嘗試喝水銀自殺,然而並沒有什麽用,人的胃腸道很少會吸收金屬汞,同樣地,我們的皮膚對汞的吸收也極有限,因此你不必過於擔心。

相比之下,水銀蒸氣的殺傷力要大許多倍,空氣中汞的濃度在0.7~42μg/m³時,長時間吸入會造成神經系統受損。

幸運的是,水銀並不像我們想象的那麽快蒸發。根據美國環境保護署的實驗,在150℃的高溫下,一滴汞大約要0.7~2.2天才能完全蒸發掉。這就難怪當年BBC在拍攝一檔水銀浮力的科普短片時,做實驗的科學家面對一大池子汞非常淡定,完全不擔心吸入蒸氣而中毒。

科學家並不擔心水銀蒸氣

汞中毒大多是由攝入含有有機汞的水或食物引起。自然界中的元素汞經過各種渠道進入水裏,再由微生物轉化為有毒的甲基汞,小魚小蝦吃了微生物、大魚吃小魚、有機汞在生物鏈中由低到高慢慢聚積,人在攝入含有機汞的水產品之後就會中毒。

著名的水俁病就是在上世紀中葉,日本水俁地區Chisso化工廠生產乙醛時使用硫酸汞作為催化劑,在催化迴圈的副反應過程中產生了有毒的甲基汞,化工廠將廢水傾倒入水俁灣,造成當地1784人死亡,更多人受害致殘。

抗議化工廠排放有毒廢水的日本母親

汞是一種有毒的重金屬,當空氣中汞蒸氣的含量超過1毫克/立方米,長時間吸入是有害的;大多數汞中毒是因攝入了汞鹽或者有機汞引起,因此我們需要對此特別註意。相比之下,用手直接接觸汞,或者「不小心跌入水銀池子裏」,短時間都不會有什麽問題,你不必過於擔心。

萬一不小心打碎了水銀溫度計,出於安全考慮,還是應該盡量將灑落在地上的汞仔細清理幹凈,並且做好通風,避免長時間水銀蒸發造成不好的影響。